Вирішення задач по аналітичній хімії
Контрольная работа - Химия
Другие контрольные работы по предмету Химия
ній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи
Систематичний аналіз ділить всі катіони на 5 аналітичних груп за розчинностями карбонатів і сульфідів. Принцип класифікації катіонів на аналітичні групи наступний:
1-ша група - карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;
2-га група - катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;
3-тя група - сульфіди і гідроксиди катіонів даної групи нерозчинні у воді, але розчинні в розведених кислотах;
4-та група - сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;
5-та група - сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті, проте розчинні у полісульфіді амонію.
Багато в чому класифікація катіонів на аналітичні групи збігається з поділом на групи в Періодичному Законі. Особливо це стосується катіонів 1-ї, 2-ї та 5-ї аналітичних груп. У 3-ю аналітичну групу включені катіони тріад.
За визначенням, до 1-ї аналітичної групи входять катіони, які не утворюють важкорозчинних сполук з карбонат- і сульфід-іонами. Наприклад, майже всі солі натрію, калію та амонію добре розчинні у воді. Тому не існує групового реактиву, здатного осадити всі катіони 1-ї аналітичної групи.
Рівняння реакцій:
- MnSO4 + (NH4)2S > MnSv + (NH4)2SO4
Mn2+ + S2- > MnSv
світло-рожевий осад, розчинний в кислотах;
- BaCl2 + (NH4)2CO3 > BaCO3v + 2NH4Cl
Ba2+ + CO32- > BaCO3v
білий аморфний осад, розчинний в кислотах (крім сірчаної);
3) на іон амонію груповий реактив відсутній через належність даного катіона до 1-ї аналітичної групи.
№ 35-36-37
Відповідно до номеру завдання вказати, які з катіонів
NH4+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Al3+, Cu2+, Zn2+
та за допомогою яких специфічних реактивів визначають дробним аналізом. Напи-сати молекулярні та іонні рівняння відповідних реакцій, казати умови виконання та зовнішній ефект для катіонів 2-ї аналітичної групи
Характерна реакція на іон Ba2+:
К2Сr2O7 + 2ВаСl2 + H2O + 2NaCH3COO > 2ВаСrO4 + 2КСl + 2NaСl + 2CH3COOН
Основна умова - присутність ацетату натрію. Хромати стронцію і кальцію, розчиняючись в оцтовій кислоті, не заважають виявленню іона Ba2+. Спостерігатиметься жовтий осад у присутності вказаного іона.
Характерна реакція на іон Ca2+:
CaSO4 + K4[Fe(CN)6] > K2Ca[Fe(CN)6]v + K2SO4
2K+ + Ca2+ + [Fe(CN)6]4- > K2Ca[Fe(CN)6]v
В даному випадку утворюється білий осад фероціаніду калію і кальцію K2Ca[Fe(CN)6]. У присутності солей амонію утворюється менш розчинна сіль фероціаніду кальцію, калію і амонію змінного складу. Ця реакція виявляє іон кальцію у присутності іона Sr2+, але іони Ba2+ в значних концентраціях можуть утворити аналогічні осади. Користуватись даною реакцією для виявлення іонів кальцію в присутності іонів барію небажано.
Катіон Cu2+ теж можна виявити дробним аналізом за допомогою надлишку гідроксиду амонію, проте вказаний катіон не належить до 2-ї аналітичної групи.
№ 38-39-40
Відповідно до номеру завдання вказати, які з катіонів
NH4+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Al3+, Cu2+, Zn2+
та за допомогою яких специфічних реактивів визначають дробним аналізом? Написати молекулярні та іонні рівняння відповідних реакцій, вказати умови виконання та зовнішній ефект для катіонів 3-ї аналітичної групи. Характерні реакції на катіони Fe2+ та Fe3+:
3FeSO4 + 2K3[Fe(CN)6] > Fe3[Fe(CN)6]2v + 3K2SO4
3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- > Fe3[Fe(CN)6]2v
4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] > Fe4[Fe(CN)6]3v + 12KCl
4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4- > Fe4[Fe(CN)6]3v
В обох випадках у присутності вказаних іонів випаде темно-синій осад, який відповідно має назву турнбульова синь та берлінська лазур.
Характерна реакція на катіон Mn2+:
2MnSO4 + 5NaBiO3 + 16HNO3 > 2HMnO4 + 5Bi(NO3)3 + 2Na2SO4 + NaNO3 + 7H2O
2Mn2+ + 5BiO3? + 14H+ > 2MnO4? + 5Bi3+ + 7H2O
Умови: холодний азотнокислий розчин. Зовнішній ефект - малиново-фіолетове забарвлення у присутності іонів Mn2+.
Інша характерна реакція на цей же катіон:
2MnSO4 + 5(NH4)2S2O8 + 8H2O > 2HMnO4 + 5(NH4)2SO4 + 7H2SO4
2Mn2+ + 5S2O82- + 8HOH > 2MnO4? + 12SO42- + 16H+
Умови: присутність AgNO3. Зовнішній ефект: малиново-фіолетове забарвлення у присутності іонів Mn2+. Буре забарвлення при надлишку вказаних іонів.
Характерна реакція на катіон Zn2+:
ZnSO4 + H2S + 2CH3COONa > ZnSv + 2CH3COOH + Na2SO4
Zn2+ + H2S + 2CH3COO? > ZnSv + 2CH3COOH
Умови: повне осадження тільки за присутності ацетату лужного металу; середовище з РН 2-3. Зовнішній ефект - білий осад ZnS у присутності іонів Zn2+.
Характерна реакція на катіон Al3+:
NaAlO2 + NH4Cl + 2H2O > Al(OH)3v + NH4OH + NaCl
AlO2? + NH4+ + 2H2O > Al(OH)3v + NH4OH
Умови: присутність твердої солі NH4Cl. Зовнішній ефект - білий осад Al(OH)3 у присутності іонів Al3+.
Катіон Cu2+ теж можна виявити дробним аналізом за допомогою надлишку гідроксиду амонію, проте вказаний катіон відносять не до 3-ї, а до 4-ї аналітичної групи.
№ 41
Дати обґрунтовану відповідь, який висновок роблять за результатами дробного аналізу, якщо при дії на окрему порцію розчину, що аналізується: гідроксиду калію чи натрію (при нагріванні) виділяється газ з різким запахом, в присутності якого синіє червоний лакмусовий папірець, змочений водою. Написати молекулярне та іонне рівняння реакції відкриття встановленого катіону. Зазначити умови її виконання
Це означає, що в досліджуваному розчині присутні катіони амонію:
NH4Cl + KOH > NH4OH + KCl
¦
NH3^ + H2O
NH4+ + OH- - NH3^ + H2O
Умови - нагрівання. Червоний лакмусовий папірець, змочений водою, синіє у присутності пари аміаку, ос